2020年第八章 泡沫塑料加工工艺参照模板
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③ 机械发泡法 ④ 机械发泡法是采用强烈地机械搅拌，
使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成 为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学 变化，使之凝胶、 固化而发泡。
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
四、发泡助剂 1.成核剂
加入成核剂以获得均匀的泡孔尺寸。 如：滑石粉及超细活性碳酸钙等，它们可作为局部气泡核 的起点。溶解的发泡气体可从溶液中逸出，并吸附在这种 细微的颗粒上。气泡核形成的机理与结晶时晶核形成的机 理相似，成核剂的用量在1%左右。 2.交联剂 用于某些塑料（如PE、PP）在发泡前能够交联的物质。 3.助交联剂 在PP的交联过程中必须加入助交联剂才能进行。 4.发泡剂的活化剂 在PVC塑料中各种稳定剂大• 多数是AC发泡化剂学的工活业化出剂版。社
1.565
1.311
•
沸点/℃ 蒸发热/J/g
30～38
360
9.5
----
65～70
----
55～62
----
-42.5
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-0.5
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Leabharlann Baidu40
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3.6
137
23.8
182
47.6
147
-29.8
167
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 化学发泡法 ➢ 由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互
•
化学工业出版社
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 3.熟化
① 定义：将预发泡的膨胀体在空气中放置一 段时间，让空气渗入，以利于进一步加工
② 原理：利用空气的渗入填补水蒸汽及发泡 剂冷凝后形成的空缺（让内外压平衡）
③ 控制原则：让汽体冷凝，PS不脆化，渗入 汽体量适当
•
化学工业出版社
第二节 物理发泡法
第八章
泡沫塑料成型工艺
•
化学工业出版社
发泡产品简介
•
化学工业出版社
发泡产品简介
•
化学工业出版社
发泡产品简介
•
化学工业出版社
发泡产品简介
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述
1.特点
质轻、比强度高、导热系数低、吸湿性低（闭孔 型）、回弹性好、绝热、隔音等优点
2.用途
消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震
3.分类
① 开孔与闭孔
② 软质与硬质
③ 低发泡、中发泡与高发泡
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述 4.材料
PU、PS、PE、PVC UF、PF、EP 有机硅
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理
1.气泡核的形成
汽泡核
溶液由饱和状态进入超饱和状态时，气体就从溶 液中逸出形成小气泡成为气泡核
之间的化学作用产生气体而发泡 ➢ 发泡剂 ✓ 无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢
盐类。例如：碳酸铵和碳酸氢钠等。 ✓ 有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的
有机物。 ✓ 利用两组分之间的相互作用产生的气体进行发
泡，如PU泡沫塑料
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
✓ 在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫 塑料。
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ✓ 发泡气体CO2 N2 ✓ 发泡液体
•
化学工业出版社
发泡剂名称
戊烷 异戊烷 已烷 异已烷 丙烷 丁烷 二氯甲烷 二氯四氟乙烷
（F114） 三氯一氟甲烷
（F11） 三氯三氟乙烷
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ② 化学发泡法 ③ 机械发泡法
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法
✓ 用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡
✓ 在加压条件下把惰性气体压入熔融塑料或 糊塑料中，然后降低压力，升高温度，使 溶解气体释放、膨胀而形成气泡
（F112） 二氯二氟甲烷
（F12）
相对分子质 量
72.15 72.15 86.17 86.17
44 58 84.94 170.90
137.38
187.39
120.90
密度/g/cm3 （25℃） 0.616 0.613 0.658 0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
1.476
点液体物理发泡剂溶胀到PS珠粒中
特点：相对分子质量高，颗粒度均匀
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化学工业出版社
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 2.预发泡 ① 定义：加热使EPS珠粒膨胀到一定程度 ② 方法：水蒸气、热水、热空气和红外线
③ 原理：PS软化进入高弹态；发泡剂汽化 ④ 理论发泡倍数与实际发泡倍数
⑤ 由于加热蒸汽的渗入，理论发泡倍数约 比实际发泡倍数小一倍左右
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 4.模压成型
开启出气口 通冷却水
↓
↓
模具预热→加料→加热→冷却→脱模→烘干
A
B
C
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化学工业出版社
第二节 物理发泡法
二、连续式溶解气体发泡法成型SPVC泡沫塑料
•
化学工业出版社
第三节 化学发泡法
一、化学发泡剂的特性与选择 1. 分解温度 2.分解速率 3.反应热
有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反 4.发泡剂分解的促进和抑制
泡不继地增长； ② 成核作用导致气泡数量的增加； ③ 影响因素：表面张力和粘度
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化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 3.气泡核的稳定 其一，加入表面活性剂以利于形成微小的
气泡从而减少气体的扩散作用来促使气泡 的稳定； 其二，提高聚合物的熔体黏度，防止气泡 壁进一步减薄以稳定气泡。 其三，通过对冷却或交联作用来提高聚合 物的熔体黏度，以达到稳定气泡的目的。
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡
1.EPS珠粒的制备方法
①一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂一起加入反应釜
中聚合而成。
特点：泡孔均匀细小、制品弹性好、操作工序少、
相对分子质量较低
②一步半法：聚合一半加入发泡剂再继续聚合。
特点：相对分子质量稍高
③二步法：悬浮聚合制得PS珠粒，加温加压将低沸
① 均相成核：气泡核和泡体是同一种物质
② 异相成核：体系中有其它物质起到气泡核的作 用，称为异相成核。
③ 均相成核与异相成核的区别：
④
异相成核：成核在低气体浓度下发生，气
泡细小而均匀。
⑤
均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。
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化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 2.气泡核的增长 ① 气体的受热膨胀以及气泡的合并，促使气
使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成 为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学 变化，使之凝胶、 固化而发泡。
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
四、发泡助剂 1.成核剂
加入成核剂以获得均匀的泡孔尺寸。 如：滑石粉及超细活性碳酸钙等，它们可作为局部气泡核 的起点。溶解的发泡气体可从溶液中逸出，并吸附在这种 细微的颗粒上。气泡核形成的机理与结晶时晶核形成的机 理相似，成核剂的用量在1%左右。 2.交联剂 用于某些塑料（如PE、PP）在发泡前能够交联的物质。 3.助交联剂 在PP的交联过程中必须加入助交联剂才能进行。 4.发泡剂的活化剂 在PVC塑料中各种稳定剂大• 多数是AC发泡化剂学的工活业化出剂版。社
1.565
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沸点/℃ 蒸发热/J/g
30～38
360
9.5
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47.6
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-29.8
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
③ 化学发泡法 ➢ 由混合原料中的某些组分的分解或两组分相互
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第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 3.熟化
① 定义：将预发泡的膨胀体在空气中放置一 段时间，让空气渗入，以利于进一步加工
② 原理：利用空气的渗入填补水蒸汽及发泡 剂冷凝后形成的空缺（让内外压平衡）
③ 控制原则：让汽体冷凝，PS不脆化，渗入 汽体量适当
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第二节 物理发泡法
第八章
泡沫塑料成型工艺
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化学工业出版社
发泡产品简介
•
化学工业出版社
发泡产品简介
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发泡产品简介
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发泡产品简介
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述
1.特点
质轻、比强度高、导热系数低、吸湿性低（闭孔 型）、回弹性好、绝热、隔音等优点
2.用途
消音、隔热、防冻、保温、缓冲、防震
3.分类
① 开孔与闭孔
② 软质与硬质
③ 低发泡、中发泡与高发泡
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
一、概述 4.材料
PU、PS、PE、PVC UF、PF、EP 有机硅
•
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理
1.气泡核的形成
汽泡核
溶液由饱和状态进入超饱和状态时，气体就从溶 液中逸出形成小气泡成为气泡核
之间的化学作用产生气体而发泡 ➢ 发泡剂 ✓ 无机发泡剂：主要是碱金属的碳酸盐和碳酸氢
盐类。例如：碳酸铵和碳酸氢钠等。 ✓ 有机发泡剂：主要是偶氮类、酰肼类或胺类的
有机物。 ✓ 利用两组分之间的相互作用产生的气体进行发
泡，如PU泡沫塑料
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
✓ 在塑料中加入中空微球后固化而制成泡沫 塑料。
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ✓ 发泡气体CO2 N2 ✓ 发泡液体
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发泡剂名称
戊烷 异戊烷 已烷 异已烷 丙烷 丁烷 二氯甲烷 二氯四氟乙烷
（F114） 三氯一氟甲烷
（F11） 三氯三氟乙烷
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法 ② 化学发泡法 ③ 机械发泡法
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
三、泡沫塑料的发泡方法
① 物理发泡法
✓ 用低沸点液体蒸发汽化而形成气泡
✓ 在加压条件下把惰性气体压入熔融塑料或 糊塑料中，然后降低压力，升高温度，使 溶解气体释放、膨胀而形成气泡
（F112） 二氯二氟甲烷
（F12）
相对分子质 量
72.15 72.15 86.17 86.17
44 58 84.94 170.90
137.38
187.39
120.90
密度/g/cm3 （25℃） 0.616 0.613 0.658 0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
1.476
点液体物理发泡剂溶胀到PS珠粒中
特点：相对分子质量高，颗粒度均匀
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第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 2.预发泡 ① 定义：加热使EPS珠粒膨胀到一定程度 ② 方法：水蒸气、热水、热空气和红外线
③ 原理：PS软化进入高弹态；发泡剂汽化 ④ 理论发泡倍数与实际发泡倍数
⑤ 由于加热蒸汽的渗入，理论发泡倍数约 比实际发泡倍数小一倍左右
一、EPS泡沫塑料的物理发泡 4.模压成型
开启出气口 通冷却水
↓
↓
模具预热→加料→加热→冷却→脱模→烘干
A
B
C
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第二节 物理发泡法
二、连续式溶解气体发泡法成型SPVC泡沫塑料
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第三节 化学发泡法
一、化学发泡剂的特性与选择 1. 分解温度 2.分解速率 3.反应热
有机发泡剂分解时放热，无机发泡剂则相反 4.发泡剂分解的促进和抑制
泡不继地增长； ② 成核作用导致气泡数量的增加； ③ 影响因素：表面张力和粘度
•
化学工业出版社
第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 3.气泡核的稳定 其一，加入表面活性剂以利于形成微小的
气泡从而减少气体的扩散作用来促使气泡 的稳定； 其二，提高聚合物的熔体黏度，防止气泡 壁进一步减薄以稳定气泡。 其三，通过对冷却或交联作用来提高聚合 物的熔体黏度，以达到稳定气泡的目的。
第二节 物理发泡法
一、EPS泡沫塑料的物理发泡
1.EPS珠粒的制备方法
①一步法：苯乙烯、引发剂和发泡剂一起加入反应釜
中聚合而成。
特点：泡孔均匀细小、制品弹性好、操作工序少、
相对分子质量较低
②一步半法：聚合一半加入发泡剂再继续聚合。
特点：相对分子质量稍高
③二步法：悬浮聚合制得PS珠粒，加温加压将低沸
① 均相成核：气泡核和泡体是同一种物质
② 异相成核：体系中有其它物质起到气泡核的作 用，称为异相成核。
③ 均相成核与异相成核的区别：
④
异相成核：成核在低气体浓度下发生，气
泡细小而均匀。
⑤
均相成核：形成粗大而不均匀的泡孔。
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第一节 气泡形成原理和发泡方法
二、泡沫塑料气泡形成原理 2.气泡核的增长 ① 气体的受热膨胀以及气泡的合并，促使气